Hranilna vrednost stročnic

Stročnice predstavljajo, skupaj z žiti, glavni vir beljakovin rastlinskega izvora. So pomembna sestavina človeške prehrane v mnogih delih sveta, zlasti v državah v razvoju, kjer dopolnjujejo pomanjkanje beljakovin iz drugih virov oziroma rešujejo beljakovinsko podhranjenost, nekje pa so semena stročnic edina zaloga beljakovin v prehrani. Vedno večje je zanimanje za hranilno vrednost stročnic v razvitih državah, ne le samo v prehrani revni z živili živalskega izvora, temveč tudi zaradi naraščajočega povpraševanja po zdravi prehrani.

V razvitem svetu problema ne predstavlja beljakovinska podhranjenost, ampak uživanje prevelike količine nasičenih maščob, nekakovostnih beljakovin in nezadostno uživanje določenih mikrohranil (Bessada, 2019; Bouchenak in Lamri-Senhadji, 2013). Obstaja veliko možnosti za inovativno vključitev stročnic v živila, s čimer bi povečali hranilno vrednost in posebne funkcionalne lastnosti. Primeri vključujejo obogatitev živil, kot so kruh, pecivo, analoge mleka, juhe, testenine, analoge mesa ali izdelki iz konzerv. Poleg tega so stročnice bogate z nekaterimi esencialnimi aminokislinami in minerali, kateri žitom primanjkujejo, zato so odlično dopolnilo pekovskim izdelkom. Tako v razvitem svetu kot v deželah v

razvoju lahko žitni izdelki, obogateni s stročnicami, predstavljajo velik potencial za ustvarjanje številnih novih živil (Vaz Patto in sod., 2015).

Zrnate stročnice gojimo predvsem zaradi suhega zrnja, bogatega z beljakovinami, vlakninami, vitamini in minerali. Soja in arašidi izstopata, saj imata v semenu precej manj škroba in več beljakovin ter maščob (Kocjan Ačko in Ačko, 2016). Na splošno so stročnice dober vir kompleksnih ogljikovih hidratov, prehranske vlaknine in imajo veliko vsebnost vitaminov (vitamini B kompleksa – tiamin, riboflavin in niacin) in mineralov (kalij, kalcij, magnezij,…). Imajo pa kljub vsemu slabšo izkoristljivost nekaterih hranil, na kar vplivajo sestavine, kot so inhibitorji proteinaz, lektini, polifenoli, tanini in fitati (Hall in sod., 2017;

Satya in sod., 2010). Zato je odstranjevanje teh dejavnikov bistvenega pomena za izboljšanje prehranske kakovosti stročnic in posledično za povečanje njihovega potenciala za uporabo v prehrani ljudi (Hall in sod., 2017; Satya in sod., 2010).

Hranilna vrednost je odvisna predvsem od vrste, sorte in porekla stročnic. Stročnice vsebujejo med 15 in 50 % beljakovin v suhi snovi, največje vsebnosti dosegajo bob, volčji bob in soja. Med beljakovinami prevladujejo globulini (50 % vseh beljakovin) in albumini (20 % vseh beljakovin), v manjšem obsegu lahko najdemo tudi gluteline in prolamine, vsebnost pa je odvisna predvsem od vrste stročnic. Aminokislinski profil beljakovin večine stročnic razkriva relativno malo žveplo vsebujočih aminokislin (metionin in cistein) in triptofana, medtem ko je lizina precej. Beljakovine stročnic zelo dobro dopolnjujejo beljakovine žit, ki so običajno bogate z žveplo vsebujočimi aminokislinami in revne z lizinom in treoninom. Poleg sestave esencialnih aminokislin hranilno kakovost beljakovin v veliki meri določa njihova prebavljivost (Sparvoli in sod., 2015; Hall in sod., 2017).

Ogljikovi hidrati predstavljajo 35 – 50 % suhe snovi stročnic. Škrob in prehranska vlaknina ter oligosaharidi predstavljajo 30 – 40 % suhe snovi pri vrstah stročnic z večjo vsebnostjo beljakovin, kot sta volčji bob in soja, in 50 – 65 % pri stročnicah, manj bogatih z beljakovinami. Na splošno škrob predstavlja največji delež frakcije ogljikovih hidratov, 35–

45 % suhe mase semen, izjema sta le soja in volčji bob, pri katerih lipidi nadomeščajo škrob kot glavni vir za shranjevanje energije (Sparvoli in sod., 2015; Kouris-Blazos in Belski, 2016). Stročnice vsebujejo veliko količino rezistentnega škroba, ki ga v celoti ne moremo prebaviti v tankem črevesu, zato v debelem črevesu fermentira ob prisotnosti črevesnih bakterij, posledično ga uvrščamo med prehransko vlaknino. Povezan je z zmanjšanim glikemičnim odzivom, kar je lahko koristno za posameznike s sladkorno boleznijo. V stročnicah je, poleg visoke vsebnosti rezistentnega škroba, tudi večje razmerje med počasi prebavljivim in hitro prebavljivim škrobom v primerjavi z drugimi živili, ki so bogata z ogljikovimi hidrati. Ogljikovi hidrati, ki se prebavljajo počasi, imajo nizek glikemični indeks in so povezani z nižjo koncentracijo glukoze po obroku v primerjavi z živili z visokim glikemičnim indeksom (Bouchenak in Lamri-Senhadji, 2013).

Stročnice veljajo za dober vir strukturnih ogljikovih hidratov, predvsem zaradi večje vsebnosti topne prehranske vlaknine v primerjavi z žiti. Na vsebnost prehranske vlaknine v stročnicah lahko vplivajo številni dejavniki, kot so sorta, razmere v tleh in okolju, čas obiranja, predvsem pa domača in industrijska predelava. Vsebnost skupne, netopne in topne prehranske vlaknine se razlikuje predvsem glede na vrsto stročnic. Na splošno imajo stročnice vsebnost skupne prehranske vlaknine od 9 do 32 % suhe snovi, kar je višje v

primerjavi z drugimi škrobnimi živili, kot so žita. Vsebnost netopne prehranske vlaknine (od 10 do 30 % suhe snovi) je višja od topne (od 1 do 9 % suhe snovi) in predstavlja 75 – 96 % skupne prehranske vlaknine (Vaz Patto in sod., 2015). Mono in oligosaharidov se skupaj v stročnicah nahaja manj kot 15 % suhe snovi, večino predstavljajo oligosaharidi, ki so glavni vzrok napenjanja (Hall in sod., 2017).

Stročnice vsebujejo 2 % –21 % maščob v suhi snovi. Maščobe stročnic imajo razmeroma veliko vsebnost nenasičenih maščobnih kislin, kot je linolna (C18:2, n-6) kislina, ki predstavlja kar 21 % - 53 % vseh maščob, bogate pa so tudi z α-linolensko (C18:3, n-3) kislino (4 % –22 % vseh maščob). V večini sort fižola prevladujejo n-3 maščobne kisline, ki vsebujejo izključno α-linolensko kislino, medtem ko je v drugih vrstah stročnic veliko n-6 maščobnih kislin (predvsem esencialne linolne kisline). Čičerika ima najvišjo vsebnost mononenasičenih maščobnih kislin med stročnicami (34,2 g/100 g), medtem ko ima limski fižol (Phaseolus lunatus) najvišjo vsebnost nasičenih maščobnih kislin (28,7 g/100 g), navaden fižol pa najvišjo vsebnost polinenasičenih maščobnih kislin (71,1 g/100 g). Volčji bob vsebuje višjo raven mononenasičenih maščobnih kislin (predvsem oleinske kisline) in nižjo vsebnost nasičenih maščobnih kislin. Vse stročnice imajo zelo malo trans-maščobnih kislin, te predstavljajo manj kot 1 % vseh maščobnih kislin (Bouchenak in Lamri-Senhadji, 2013).

Vsebnost mineralov v stročnicah zagotavlja zadostne količine mineralov za potrebe ljudi.

Vsebnost železa in drugih mineralov je na splošno velika v stročnicah, običajno najvišja v fižolu in leči, medtem ko je vsebnost natrija precejšnja v zelenem grahu. Fižol in leča vsebujeta največ železa (110 oziroma 122 μg/g) in cinka (44 oziroma 48 μg/g) (Oomah in sod., 2011).

Stročnice so dober vir številnih vitaminov, kot so tiamin (B1), riboflavin (B2), niacin (B3), piridoksamin (B6), piridoksal (B6) in piridoksin (B6). Stročnice so tudi odličen vir folatov, ki pa niso lahko dostopni zaradi kompleksne vezave z biomolekulami. Čičerika ima večjo vsebnost folata (149,7 μg/100 g) v primerjavi z grahom (101,5 μg/100 g). Večina živil rastlinskega izvora vsebuje nizko do zmerno količino vitamina E. Zaradi obilice živil rastlinskega izvora v naši prehrani, pa predstavljajo pomemben in stalen vir vitamina E. V stročnicah je vsebnost tokoferolov pogostokrat večja kot v žitih (Oomah in sod., 2011).

2.1.1.1 Bioaktivne in antinutritivne snovi

Dandanes se je povečalo število raziskav in naložb v človeško prehrano, saj je prepoznana kot pomembno področje, ki vpliva na zdravstveno stanje posameznika. Prehrana ne služi več samo zadoščanju prehranskih potreb, temveč tudi kot strategija za preprečevanje razvoja in/ali pomoč pri zdravljenju številnih bolezni, zlasti tistih, ki so posledica nezadostnega, prekomernega ali neuravnoteženega vnosa hranil (Bessada, 2019). Stročnice vsebujejo tudi bioaktivne spojine s potencialnimi fiziološkimi učinki, ki pa se med posameznimi stročnicami bistveno razlikujejo. Te razlike so lahko posledica sestave polisaharidov, zlasti količine in raznolikosti prehranske vlaknine in škroba, sestave beljakovin in variabilnosti v vsebnosti fitokemikalij oziroma sekundarnih metabolitov rastlin. Večina stročnic vsebuje različne bioaktivne spojine, med njimi fitohemaglutinine (lektine), fitoestrogene, oligosaharide, saponine in fenolne spojine (Bouchenak in Lamri-Senhadji, 2013).

Stročnice so bogat vir hranilnih sestavin in so pomembne za prehrano ljudi, vendar pa je njihova uporaba še vedno precej omejena. K temu prispeva tudi prisotnost velike količine antinutrientov, ki pogostokrat omejujejo dostopnost različnih hranil. Ker so antinutrienti za rastline pomembni, saj delujejo kot obrambne spojine pred rastlinojedci in patogeni, je predelava pomembna strategija za njihovo odstranjevanje iz semen. Od kemijskih lastnosti antinutrientov je odvisno, kateri postopki bodo učinkoviti pri zmanjševanju ali odstranjevanju. Številne tradicionalne metode predelave in priprave živil, kot so namakanje, kuhanje, kaljenje in fermentacija, se lahko uporabijo za zmanjšanje antinutrientov in povečanje biološke uporabnosti prehranskih sestavin. Zmanjšanje vsebnosti v semenih pa je mogoče doseči tudi z izbiro genotipov rastlin z nižjo proizvodnjo antinutrientov.

Antinutrienti stročnic vključujejo oligosaharide, tanine oziroma fenolne spojine, fitinsko kislino, zaviralce proteaz, inhibitorje α-amilaze, saponine, lektine, cianogene glikozide, oksalate in biogene amine (Prusinski, 2017; Sharma, 2021).

Rezistentni oligosaharidi (rafinoza, stahioza, verbaskoza) so glavni povzročitelji napenjanja, ker ljudje nimamo galaktozidaze, da bi cepili α -galaktozidne vezi, prebavni trakt pa jih posledično ne absorbira. Vsebnost oligosaharidov je odvisna od sorte in tudi od kraja gojenja, med njimi pa je največ rafinoze in stahioze. Neprebavljene oligosaharide mikrobiota debelega črevesa nato razgradi z α -galaktozidazami, kasnejša fermentacija pa povzroči nastajanje plinov, kot so ogljikov dioksid, vodik in metan (Sharma, 2021). Po drugi strani pa se je izkazalo, da imajo α-galaktozidi tudi prebiotične učinke, zaradi spodbujanja aktivnosti specifičnih mikroorganizmov črevesne mikroflore, s čimer izboljšujejo zdravje črevesja, zmanjšujejo zaprtje in drisko, spodbujajo imunski sistem in povečujejo odpornost na okužbe (Sparvoli in sod., 2015).

Fenolne spojine v glavnem predstavljajo tanini in flavonoidi, ki se večinoma kopičijo v semenskih ovojnicah ter imajo vlogo zaščite rastline. Skupne fenolne spojine se razlikujejo po sestavi med različnimi vrstami, tkivi in stopnjami razvoja. Tanini so vodotopne fenolne spojine, ki veljajo za antinutriente, kljub določenim pozitivnim lastnostim (antikancerogeno, protimikrobno in antioksidativno delovanje). Antinutritivno delovanje je povezano predvsem s sposobnostjo tvorjenja netopnih kompleksov z beljakovinami, ogljikovimi hidrati in kovinskimi ioni. Posledica je inhibicija encimov in zmanjšanje prebavljivosti, zmanjšana absorpcija hranil in zmanjšana razpoložljivost hranil (Prusinski, 2017; Sharma, 2021).

Fitinska kislina je fosfatni ester inozitola. Je glavno skladišče fosforja, saj predstavlja v povprečju 75 % celotnega semenskega fosforja in je shranjena v obliki mineralnega kompleksa (fitatne soli) (Sparvoli in sod., 2015). Tvori komplekse z beljakovinami in minerali in lahko tako zmanjša biološko uporabnost oziroma razpoložljivost mineralnih komponent (Zn, Mg, Ca, Fe, K in Mg) (Prusinski, 2017). Kompleksi fitinske kisline in beljakovin so v tankem črevesu relativno stabilni, ker ljudje nimamo encima - fitaze, ki razgrajuje fitinsko kislino. To ovira encimsko aktivnost, topnost beljakovin in prebavljivost beljakovin (Sharma, 2021).

Inhibitorji proteolitičnih encimov oziroma proteaz se nahajajo v številnih semenih stročnic.

Te molekule motijo prebavo beljakovin, saj inhibirajo prebavne encime, kot so tripsin, kimotripsin, karboksipeptidaze in elastaza in so odporni na pepsin in kisel pH človeškega

prebavnega trakta. Med mirovanjem rastline delujejo kot shramba žveplo vsebujočih aminokislin in imajo vlogo zaščite pred rastlinskimi patogeni in škodljivci. V primeru, da so zaviralci proteaz inaktivirani (lahko s toplotno obdelavo pri visokih temperaturah), imajo lahko celo pozitivno prehransko vlogo, zaradi visoke vsebnosti žveplo vsebujočih aminokislin, v primerjavi z večino semenskih beljakovin (Sparvoli in sod., 2015; Prusinski, 2017).

Lektini so glikoproteini, ki imajo sposobnost specifične in reverzibilne vezave ogljikovih hidratov. Lahko se vežejo na določene sladkorje in glikoproteine na površini celic v črevesni steni in tako motijo razgradnjo in absorpcijo hranil. Količina lektinov in njihova biološka aktivnost v stročnicah se razlikujeta tako med vrstami kot med genotipi iste vrste, vendar pa je na splošno lektin v zelo nizkih koncentracijah prisoten v čičeriki in volčjem bobu.

Zaviranje rasti, driska in napihnjenost so najpogostejši učinki zaužitja surovega lektina pri ljudeh in živalih. Toksičnost lektinov je pogosto posledica njihove visoke odpornosti na proteolizo in stabilnosti v širokem pH območju. Čeprav so nekateri lektini občutljivi na toploto, jih kuhanje ne denaturira vedno, zaradi uporabe bolj blagih načinov kuhanja in kratkih časov obdelave. Čeprav se lektini uvrščajo med antinutriente, pa je bilo poročano tudi o pozitivnih in koristnih vplivih na zdravje in prehrano ljudi. Študije so pokazale, da lahko peroralna uporaba majhnih odmerkov lektinov blagodejno vpliva na prebavno/absorpcijsko učinkovitost črevesja, njegov imunski sistem in bakterijsko ekologijo, prav tako lahko z moduliranjem izločanja črevesnih hormonov nekateri lektini vplivajo na endokrini sistem telesa, s koristnimi posledicami za splošno presnovo (Sparvoli in sod., 2015).